JP6404109B2 - 糖型界面活性剤 - Google Patents
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Description
〈1〉N-アシル-2-O-(α-d-グルコピラノシル)-2,3-ジヒドロキシプロパン酸アミド(N-アシルグルコシルグリセリン酸アミド)からなる糖型界面活性剤。
〈2〉N-アシルグルコシルグリセリン酸アミドが、下記化学式であらわされるN-アシル-(2R)-2-O-(α-d-グルコピラノシル)-2,3-ジヒドロキシプロパン酸アミドであることを特徴とする、糖型界面活性剤。
〈3〉2-O-(α-d-グルコピラノシル)-2,3-ジヒドロキシプロパン酸(グルコシルグリセリン酸)と炭素数3〜24の直鎖状、または分岐状の脂肪族アミンとの反応を行うことを特徴とする、〈1〉に記載の糖型界面活性剤の製造方法。
〈4〉グルコシルグリセリン酸が(2R)-2-O-(α-d-グルコピラノシル)-2,3-ジヒドロキシプロパン酸であり、糖型界面活性剤が〈2〉に記載の糖型界面活性剤であることを特徴とする、〈3〉に記載の糖型界面活性剤の製造方法。
本発明によるN-アシルグルコシルグリセリン酸アミドは、一般に用いられている多くの界面活性剤にはない上記のような生物活性や機能を有するとともに、その良好な界面活性作用により、化粧品や医薬品などに用いられる各種の油性成分と容易に混合することができ、また、当該油性成分と他の水溶性成分との混合を容易に行うことができるので、これらの製品において安定した処方を調整することができ、これにより、生体に対する適合性に優れた化粧品や医薬品などの製品を提供することができる。
GGAは、d-グリセリン酸カルシウム(Acetobacter tropicalis NBRC16470株を培養する微生物プロセス(Appl. Environ. Microbiol., 2009, 75, 7760-7766)によりグリセリンを原料として製造されたもの、d-体の光学純度は99%以上)とスクロース(和光純薬)を原料に、Sawanganらの方法(T.Sawangwan et al., Org. Biomol. Chem., 2009, 7, 4267-4270)で、スクロースホスホリラーゼによる酵素反応で合成した。
0.8M スクロースおよび0.3M d-グリセリン酸カルシウムを含む50mM MES緩衝液中に、スクロースホスホリラーゼ(オリエンタル酵母)を20U/mLになるように加えて、30℃で7日間静置して反応させた。GAからGGAへの転化率は、56%であった。反応後、溶液中の酵素を85℃で15分間加熱して失活させ、ろ過により酵素を取り除いた。この溶液中のグルコシルグリセリン酸の濃度は、169mMであった。
この溶液(5mL、GGA 0.845mmol)にメタノール3.35mL、1M HCl 1.33mL、1-アミノドデカン 0.3mL (1.33mmol, 和光純薬)を加え、4-(4,6-Dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4-methylmorpholinium Chloride n-hydrate (DMT-MM)を0.786g(2.67mmol, 和光純薬)加えて、室温(25℃)で撹拌しながら4時間反応させた。反応後、反応溶液中のメタノールを減圧除去し、過剰量のアセトンを加えて沈殿物をろ過して取り除いた。減圧下でアセトンを除去後、粗精製物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに供し、クロロホルム/メタノール=85/15で溶出した画分を回収した。溶媒を除去し得られた固体を水に溶解させ、固相抽出カートリッジ(Sep-Pak C18, Waters)に供し、水-メタノールの濃度勾配で吸着させた化合物を溶出させ、70%メタノール水溶液で目的の化合物が溶出していることを確認した。この画分を回収し、メタノールを減圧下で除去し得られた水溶液に、強酸性陽イオン交換樹脂(DOWEX 50Wx8, 100-200mesh, H+ form, ダウケミカル)を加えてイオン性化合物を吸着させ、ろ過により樹脂を取り除き、減圧下で乾固させることでN-ドデシルグルコシルグリセリン酸アミドの白色固体0.139gを収率24%で得た。
得られた化合物の構造は、核磁気共鳴(NMR)スペクトルおよび液体クロマトグラフィー/質量分析(LC/MS)で決定した。
重メタノール中でのNMRスペクトル測定から、水素および炭素骨格を帰属し、N-ドデシル化された2-グルコシル-D-グリセリン酸アミドであることを確認した。
δH (CD3OD, 400MHz) 4.80 (1H, d, J =3.8Hz, glucose-H1), 4.17 (1H, dd, J =5.0, 3.0Hz, glycerate-H2), 3.86 (1H, dd, J = 11.8, 3.0Hz, glycerate-H3a), 3.78-3.82 (3H, m, glucose-H3, H6a, H6b), 3.74 (1H, t, J = 9.3Hz, glucose-H5), 3.68 (1H, dd, J = 12.3, 5.9Hz, glycerate-H3b), 3.48 (1H, dd, J =9.7, 3.9Hz, glucose-H2), 3.33 (1H, d, J =9.6Hz, glucose-H4), 3.23 (2H, t, J =7.0Hz, -NH-CH2-), 1.53 (2H, q, J =7.1Hz, -NH-CH2-CH2-), 1.25-1.40 (18H, br, -CH2-), 0.89 (3H, t, J =6.8Hz, -CH3) ;δC (CD3OD, 100MHz) 172.5 (C=O, glycerate-C1), 100.8 (glucose-C1), 80.9 (glycerate-C2), 74.9 (glucose-C3), 74.5 (glucose-C5), 73.3 (glucose-C2), 71.6 (glucose-C4), 64.2 (glycerate-C3), 62.5 (glucose-C6), 40.3 (-NH-CH2-CH2-), 33.1-23.7 (-CH2-), 14.4(-CH3)
LC/MS分析は、逆相クロマトグラム用カラムSynergi 4u Fusion-RP (phenomenex, 2 mm ID x 150mm、40℃)を用い、0.1%ギ酸/アセトニトリル(A/B)のグラジエント(A/B=50/50で2分保持, 50/50から5/95へ10分で変化, 5/95で2分保持、5/95から50/50に2分で戻し、50/50で4分保持)によりカラムより目的化合物を溶出させ、エレクトロスプレーイオン化MSにより、m/z=50-2000の範囲の正および負イオンを検出した。
クロマトグラム上の保持時間約4.7分の単一ピークのMSスペクトルから、N-ドデシルグルコシルグリセリン酸の分子量(M)=435に対し、[M+H]+(m/z=436)、[M+Na]+(m/z=458)、[2M+Na]+(m/z=872)が正イオンとして、[M-H]-(m/z=434)、[M+HCOO]-(m/z=480)、[2M-H]-(m/z=869)、[2M+HCOO]-(m/z=916)が負イオンとして観測されたことから、このピークの化合物の分子量は435であり、NMRスペクトルの解析と合わせて、N-ドデシル-2-グルコシル-D-グリセリン酸アミドであると決定した。
N-ドデシル-2-グルコシル-D-グリセリン酸アミドの界面物性を評価するため、ペンダントドロップ法により、これを添加することによる水の表面張力低下能を測定した。その結果を、図4に示す。臨界ミセル濃度(CMC)は4.6×10-4Mであり、CMCでの表面張力は33.0mN/mであった。
N-ドデシル-2-グルコシル-D-グリセリン酸アミドの乳化能を、水/大豆油=40/1におけるO/W型エマルションの形成により評価した。水4mLに0.025wt%の濃度で各界面活性剤を溶解させ、そこに大豆油0.1mLを添加し、1分間激しく混和した。室温(25℃)で3時間静置後、溶液下層の濁度を、分光光度計を用いて620nmの波長で評価した。その結果を、図5に示す。3時間経過後の溶液は、N-ドデシル-2-グルコシル-D-グリセリン酸アミド(図5ではaGGA)を含む溶液が、同じく炭素数12の鎖状部分を含む他の界面活性剤(ドデシル硫酸ナトリウム(図5ではSDS)、および、モノラウリン酸グリセロール(図5ではモノラウリン))を含む溶液よりも濁度が大きく、安定な乳化相を形成することが分かった。
Claims (4)
- N-アシル-2-O-(α-d-グルコピラノシル)-2,3-ジヒドロキシプロパン酸アミド(N-アシルグルコシルグリセリン酸アミド)からなる糖型界面活性剤。
- 2-O-(α-d-グルコピラノシル)-2,3-ジヒドロキシプロパン酸(グルコシルグリセリン酸)と炭素数3〜24の直鎖状、または分岐状の脂肪族アミンとの反応を行うことを特徴とする、請求項1に記載の糖型界面活性剤の製造方法。
- グルコシルグリセリン酸が(2R)-2-O-(α-d-グルコピラノシル)-2,3-ジヒドロキシプロパン酸であり、糖型界面活性剤が請求項2に記載の糖型界面活性剤であることを特徴とする、請求項3に記載の糖型界面活性剤の製造方法。
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